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netconf 代码架构

NETCONF(Network Configuration Protocol)是一种基于 XML 的网络配置管理协议,主要用于在网络设备之间进行配置管理、状态监控和操作。它被设计为一种可扩展的协议,并且在自动化网络管理中扮演着重要角色。NETCONF 通过安全的通信渠道提供设备配置和监控能力,通常与 YANG 模型一起使用。

1. NETCONF 代码架构概述

在实现 NETCONF 的系统架构中,通常会涉及以下几个主要组件:

  1. NETCONF 客户端(管理端)

    • 负责向设备发起配置请求和操作请求。
    • 可以是网络管理系统(NMS)或自动化工具。
  2. NETCONF 服务器(设备端)

    • 负责接收来自 NETCONF 客户端的配置请求,执行配置变更或查询,并返回响应。
    • 可以是网络设备(如路由器、交换机、服务器等)上的 NETCONF 服务器实现。
  3. YANG 数据模型

    • YANG 是一种用于定义配置和状态数据的模型语言。NETCONF 通常通过 YANG 模型来规范设备的配置和状态。
  4. NETCONF 通信协议

    • 基于 XML 和 RPC(远程过程调用)的协议,通常在 SSHTLS 安全通道上运行。
  5. NETCONF 操作

    • NETCONF 协议提供了一些标准的操作,如 <get>, <edit-config>, <commit>, <lock>, <unlock> 等,用于获取、修改配置、提交变更等。

2. NETCONF 服务器架构

一个标准的 NETCONF 服务器 通常具有以下几个组件:

  • NETCONF 服务器核心:管理和处理来自客户端的 NETCONF 请求,执行 RPC 操作(如配置获取、配置修改等)。
  • YANG 数据模型处理器:将 YANG 模型转换为设备的内部数据结构,支持从 YANG 模型到设备实际配置的映射。
  • 数据存储(例如配置数据库):存储设备的配置信息,支持配置的读取和修改。
  • 会话管理器:管理客户端和服务器之间的连接会话,确保通信安全。
  • SSH/TLS 安全层:提供安全的传输通道,确保数据的机密性和完整性。

3. NETCONF 服务器操作流程

一个典型的 NETCONF 服务器操作流程通常包括以下几个步骤:

  1. 会话建立

    • 客户端通过 SSHTLS 协议连接到设备的 NETCONF 服务器。
    • 会话建立后,客户端和服务器之间建立一个持久的连接,允许多次请求和响应。
  2. 客户端请求

    • 客户端向 NETCONF 服务器发送 RPC 请求。RPC 请求包括请求的操作(如 <get><edit-config> 等)以及与操作相关的数据(如 YANG 数据模型的内容)。
  3. 服务器处理请求

    • 服务器解析客户端的请求,将其转换为实际的设备配置操作或状态查询。
    • 服务器可以从本地数据库(通常是设备的配置文件)或设备的硬件中读取数据。
    • 服务器执行实际的操作,并将结果返回给客户端。
  4. 响应发送

    • NETCONF 服务器返回一个响应,告知客户端请求是否成功,或者如果失败,提供错误消息。
  5. 会话关闭

    • 客户端和服务器可以在操作完成后选择关闭连接,或继续保持连接以进行后续操作。

4. NETCONF 请求和响应示例

以下是一些常见的 NETCONF 操作请求和响应示例。

4.1 GET 请求

客户端使用 <get> 操作从服务器获取设备的配置信息。

请求示例

<rpc xmlns="urn:ietf:params:xml:ns:netconf:base:1.0">
  <get>
    <filter type="subtree">
      <interfaces xmlns="urn:ietf:params:xml:ns:yang:ietf-interfaces"/>
    </filter>
  </get>
</rpc>

响应示例

<rpc-reply xmlns="urn:ietf:params:xml:ns:netconf:base:1.0">
  <data>
    <interfaces xmlns="urn:ietf:params:xml:ns:yang:ietf-interfaces">
      <interface>
        <name>eth0</name>
        <description>Ethernet Interface</description>
        <enabled>true</enabled>
        <mtu>1500</mtu>
      </interface>
      <interface>
        <name>eth1</name>
        <description>Ethernet Interface</description>
        <enabled>false</enabled>
        <mtu>1500</mtu>
      </interface>
    </interfaces>
  </data>
</rpc-reply>
4.2 EDIT-CONFIG 请求

客户端使用 <edit-config> 操作修改设备的配置信息。

<rpc xmlns="urn:ietf:params:xml:ns:netconf:base:1.0">
  <edit-config>
    <target>
      <running/>
    </target>
    <config>
      <interfaces xmlns="urn:ietf:params:xml:ns:yang:ietf-interfaces">
        <interface>
          <name>eth1</name>
          <enabled>true</enabled>
        </interface>
      </interfaces>
    </config>
  </edit-config>
</rpc>
4.2 EDIT-CONFIG 请求

客户端使用 <edit-config> 操作修改设备的配置信息。

请求示例

<rpc xmlns="urn:ietf:params:xml:ns:netconf:base:1.0">
  <edit-config>
    <target>
      <running/>
    </target>
    <config>
      <interfaces xmlns="urn:ietf:params:xml:ns:yang:ietf-interfaces">
        <interface>
          <name>eth1</name>
          <enabled>true</enabled>
        </interface>
      </interfaces>
    </config>
  </edit-config>
</rpc>

响应示例

<rpc-reply xmlns="urn:ietf:params:xml:ns:netconf:base:1.0"/>
4.3 COMMIT 请求

客户端使用 <commit> 操作将配置更改提交到设备。

请求示例

<rpc xmlns="urn:ietf:params:xml:ns:netconf:base:1.0">
  <commit/>
</rpc>

响应示例

<rpc-reply xmlns="urn:ietf:params:xml:ns:netconf:base:1.0"/>

5. NETCONF 客户端架构

NETCONF 客户端通常是一个基于 RPC 的请求发起者,常见的实现包括一些开源的库和工具,如 ncclient(Python 客户端)或 netconf-cli(命令行工具)。客户端的架构包括以下几个部分:

  • 会话管理器:管理与 NETCONF 服务器的连接会话。
  • RPC 构建器:根据请求的操作(如 <get><edit-config> 等)构建对应的 XML 请求。
  • 消息解析器:解析从 NETCONF 服务器返回的响应消息。
  • YANG 模型处理:在客户端处理 YANG 数据模型和设备配置之间的映射。

6. NETCONF 服务器架构示例

一个典型的 NETCONF 服务器架构可以包括以下组件:

  1. NETCONF 协议解析器:解析客户端发来的 NETCONF 请求(XML 格式),并将其转换为设备管理操作。
  2. YANG 数据模型引擎:根据 YANG 模型定义解析设备的配置,并将其转化为设备支持的内部数据格式。
  3. 配置存储管理:管理设备配置(如存储在数据库中,或者直接操作设备的配置文件)。
  4. RPC 执行引擎:根据客户端的操作请求执行相应的命令或配置。
  5. 安全层:提供如 SSH/TLS 等安全协议的支持,确保通信的加密和认证。

7. NETCONF 安全性

NETCONF 协议通常在 SSHTLS 通道上运行,以确保数据的机密性、完整性和认证。这使得它比传统的基于社区字符串的 SNMP 协议更为安全。NETCONF 安全层通过提供:

  • 会话加密:通过 SSH 或 TLS 加密传输的数据,防止数据被窃听。
  • 身份验证:使用 SSH 密钥或用户名/密码认证来验证客户端和服务器的身份。
  • 数据完整性:确保消息在传输过程中没有被篡改。

8. NETCONF 使用场景

  • 网络设备自动化:通过 NETCONF 和 YANG,可以在网络设备之间进行自动化配置管理、故障排查和性能监控。
  • SDN(Software-Defined Networking):在 SDN 环境中,NETCONF 提供了与网络设备交互的标准化方式,用于控制和管理网络设备。
  • 多设备管理:通过集中式的管理系统(如 NMS),NETCONF 可以实现对大量网络设备的集中管理和配置。

总结

NETCONF 是一种现代化的网络配置协议,旨在简化和标准化网络设备的配置和管理。其基于 XML 和 RPC 的通信机制,使其在网络设备自动化管理、配置变更等方面具有很大的优势。


http://www.kler.cn/a/411115.html

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